(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位コイルが連結されてなる複数相の固定子コイルが固定子鉄心に巻装される回転電機の固定子において、
前記各相の固定子コイルは、複数の単位コイルを直列に接続してなるコイル列の一端が、インバータ装置より供給される交流電力が入力される電源入力端子に接続され、
前記各相の電源入力端子に接続される入力側単位コイルは、絶縁皮膜の膜厚が他の単位コイルよりも厚く設定され、且つワイヤの導体径が他の単位コイルと同じでパラ本数を他の単位コイルよりも少なくしたものを他の単位コイルと同じターン数にすることで、導体部分の断面積が他の単位コイルよりも小さく設定されていることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
前記入力側単位コイルは、絶縁皮膜の耐熱グレードが他の単位コイルよりも高く設定されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
請求項１又は２記載の固定子と、
この固定子の界磁空間に配置された回転子とを備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項４】
前記回転子の回転軸が水平方向に沿うように設置される際に、
前記固定子は、前記入力側単位コイルが下方に位置することを特徴とする請求項３記載の回転電機。
【請求項５】
前記回転子の回転軸が水平方向に沿うように設置される際に、
前記固定子コイルを冷却するための冷却液を、前記固定子の上方より供給する構造の冷却装置を備え、
前記固定子は、前記入力側単位コイルが上方に位置することを特徴とする請求項３記載の回転電機。
【請求項６】
請求項３ないし５の何れかに記載の回転電機と、
この回転電機の固定子コイルに交流電力を供給するインバータ装置とで構成されることを特徴とする回転電機の駆動システム。
【請求項７】
請求項６記載の回転電機の駆動システムを備え、
前記回転電機が出力する駆動力により車両が駆動されることを特徴とする電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回転電機の固定子、及びこの固定子を備えた回転電機、この回転電機を備えた回転電機駆動システム、この回転電機駆動システムを備えた電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車やハイブリッド自動車に駆動電動機として搭載される車両用の回転電機において、固定子を構成する複数相の固定子コイルの各相の固定子コイルには、複数の単位コイルが直列に接続されて構成されるコイル列を１列又は２列並列に接続したものがある。これらの単位コイルは、各々が磁極を形成するように固定子鉄心に巻装され、一端は電源入力端子に接続され、他端は中性点端子に接続されている。そして、同相の単位コイル間の絶縁（同相間絶縁）は、各単位コイルを構成する導線のエナメル皮膜により行われるようになっている。
【０００３】
ところで、電気自動車やハイブリット自動車などの車両用モータにおいては、小型にして高出力を得るため、印加電圧（使用電圧）をより高く設定する傾向にあるが、使用電圧が高くなると同相単位コイル間の電位差が大きくなり、絶縁性能を確保できないおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５２５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、同相間絶縁性能を確保でき、高電圧化に対応し、小型にして高出力化を図ることができる回転電機の固定子、及びこの固定子を備えた回転電機、この回転電機を備えた
回転電機駆動システム、この回転電機駆動システムを備えた電気自動車を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態の回転電機の固定子は、複数の単位コイルが連結されてなる複数相の固定子コイルが固定子鉄心に巻装されるものにおいて、
前記各相の固定子コイルは、複数の単位コイルを直列に接続してなるコイル列の一端が、インバータ装置より供給される交流電力が入力される電源入力端子に接続され、
前記各相の電源入力端子に接続される入力側単位コイルは、絶縁皮膜の膜厚が他の単位コイルよりも厚く設定され、且つワイヤの導体径が他の単位コイルと同じでパラ本数を他の単位コイルよりも少なくしたものを他の単位コイルと同じターン数にすることで、導体部分の断面積が他の単位コイルよりも小さく設定されている。
【０００７】
また、本実施形態の回転電機は、請求項１ないし３の何れかに記載の固定子と、
この固定子の界磁空間に配置された回転子とを備える。
また、本実施形態の回転電機の駆動システムは、請求項４ないし６の何れかに記載の回転電機と、
この回転電機の固定子コイルに交流電力を供給するインバータ装置とで構成される。
また、本実施形態の電気自動車は、請求項６記載の回転電機の駆動システムを備え、前記回転電機が出力する駆動力により車両が駆動される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態のＵ相の固定子コイルの接続構成を模式的に示す図
【図２】Ｕ相の固定子コイルの配置及び接続構成を簡略的に示す図
【図３】永久磁石電動機の構成を示す概略図
【図４】Ｕ相の固定子コイルの等価回路を示す図
【図５】三相の固定子コイルの等価回路を模式的に示す図
【図６】電気自動車の構成を概略的に示す機能ブロック図
【図７】第２実施形態を示す図１相当図
【図８】図４相当図
【図９】図２相当図
【図１０】第３実施形態であり、電動機及び冷却装置の断面を模式的に示す図
【図１１】図１０のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を示す図
【図１２】第４実施形態を示す図１０相当図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[第１実施形態]
以下、電気自動車やハイブリッド自動車などに用いられ、インバータにより駆動されるの永久磁石電動機に適用した第１実施形態について、図１ないし図６を参照して説明する。図３に示すように、永久磁石電動機１（回転電機）は、固定子２及び回転子３を備えている。固定子２は、固定子鉄心４に、複数相、例えば三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の固定子コイル５（Ｕ相コイル５ｕ、Ｖ相コイル５ｖ、Ｗ相コイル５ｗ）が巻装された構成である。固定子鉄心４は、電磁鋼板からなる複数枚の円環状の鉄心材を積層して一体的に結着することで形成されていて、円筒状をなしている。
【００１０】
固定子鉄心４の内周には、各相の固定子コイル５ｕ〜５ｗを収納するための７２個のスロット６が等角度で形成されている。各スロット６の内部にはそれぞれスロット絶縁紙（図示しない）が配置されていて、これにより、固定子鉄心４とスロット６内に配設される各相の固定子コイル５ｕ〜５ｗとの間が絶縁されるようになっている。
【００１１】
回転子３は、回転子鉄心７と、回転子鉄心７の内周側に設けられている回転軸８とを備えている。回転子鉄心７は、電磁鋼板からなる複数枚の円環状の鉄心材を積層して一体的に結着することで形成されていて、円筒状をなしている。回転子３は、固定子２の界磁空間に、その外周面と固定子２の内周面との間に僅かな隙間（エアギャップ）を隔てて配置され、固定子２に対して回転可能になっている。回転軸８は、回転子鉄心７を鉄心材の積層方向に貫いており、回転子鉄心７に固定されている。
【００１２】
回転子鉄心７の外周部には、外周に向かうに従って対向距離が順次大となる一対の磁性体スロット９が複数対、例えば１２対（１２極）、周方向に一定の間隔を存して設けられていて、これらは回転子鉄心７を鉄心材の積層方向に貫いている。各磁性体スロット９には永久磁石１０が挿入されている。一対の永久磁石１０は、回転子鉄心７の外周側において極性（Ｎ極、Ｓ極）が交互に逆になるように配置され、永久磁石電動機１の磁極を形成している。
【００１３】
図４は、Ｕ相の固定子コイル５ｕの等価回路を示している。Ｕ相コイル５ｕは、１２個のコイルＵ１〜Ｕ１２が直列に接続されたもので、このコイル列の一方の端子が電源入力端子Ｐｕに接続され、各他方の端子が中性点端子Ｎに接続されている。なお、Ｖ相コイル５ｖ、Ｗ相コイル５ｗもＵ相コイル５ｕと同様の構成となっている。
【００１４】
図５は、三相の固定子コイル５ｕ，５ｖ，５ｗの巻線構造の模式図を示している。Ｕ相コイル５ｕ、Ｖ相コイル５ｖ、Ｗ相コイル５ｗは、中性点端子Ｎを介してスター結線されている。そして、これらスター結線されたＵ相コイル５ｕ、Ｖ相コイル５ｖ、Ｗ相コイル５ｗの各一方の端子は、三相の電源入力端子Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに接続されている。これらの電源入力端子Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗは、インバータ装置の各相出力端子に接続される。
【００１５】
図１は、Ｕ相コイル５ｕにおける各コイルの接続構成を模式的に示す図で、図１に示すように、各コイルは渡り線を介して接続されている。Ｕ相コイル５ｕは、中性点端子Ｎを巻き始め端として巻装が開始され、コイルＵ１２，Ｕ１１，Ｕ１０，Ｕ９，Ｕ８，Ｕ７，Ｕ６，Ｕ５，Ｕ４，Ｕ３，Ｕ２，Ｕ１の順に、交互に逆回りになるように巻回され、電源入力端子Ｐｕを巻き終わり端として巻装が終了される。
【００１６】
図２は、Ｕ相コイル５ｕの配置及び接続構成を簡略的に示す図である。図２に示すように、１２個の単位コイルＵ１〜Ｕ１２が、周方向に隣接して固定子鉄心４の全周にわたって配置されて構成されている。なお、図３に示すように、Ｖ相コイル５ｖは、固定子鉄心４のスロット６に、Ｕ相コイル５ｕに対して右回りに４スロットずらして、上記したＵ相コイル５ｕと同様に各単位コイル間を渡り線で接続されて収納されている。また、Ｗ相コイル５ｗも、固定子鉄心４のスロット６に、Ｖ相コイル５ｖに対して右回りに４スロットずらして、上記したＵ相コイル５ｕと同様に各単位コイル間を渡り線で接続されて収納されている。
【００１７】
各相の固定子コイル５ｕ〜５ｗにおいて、異相間（Ｕ相とＶ相とのコイルエンド部間、Ｖ相とＷ相とのコイルエンド部間）は、図示しない相間絶縁紙により絶縁されている。これに対し、同相の各単位コイル間（例えばＵ相の場合、コイル列５ｕの各コイルＵ１〜Ｕ１２の隣接するコイルエンド部間）は、各コイルを構成する導線のエナメル皮膜により絶縁されるようになっている。この場合、Ｕ相コイル５ｕにおいて、Ｕ相コイル５ｕとＶ相コイル５ｖとのコイルエンド部間の相間絶縁紙の一部を折り曲げて、この折曲部を単位コイルＵ１と単位コイルＵ１２との間に同相間絶縁紙として挿入するとよい。他のＶ相コイル５ｖ及びＷ相コイル５ｗについても同様である。
【００１８】
そして、本実施形態では、図１に示すように、破線で囲んだ単位コイルＵ１のみ、エナメル皮膜（絶縁皮膜）の膜厚が、その他の単位コイルＵ２〜Ｕ１２よりも厚くなるように設定されている。また、単位コイルＵ１（入力側単位コイル）については、エナメル皮膜の膜厚を厚くした分だけ、導体部分の断面積がその他の単位コイルＵ２〜Ｕ１２よりも小さく設定されている。
【００１９】
ここで、具体数値例を挙げると、コイルの導体径がφ０．８０ｍｍである場合に、コイルのワイヤを０種，１種
最少皮膜厚さ        最大仕上がり外形
０種          ０．０３１ｍｍ      φ０．９１４ｍｍ
１種          ０．０２１ｍｍ      φ０．８８２ｍｍ
の２種類用意する。そして、単位コイルＵ１については０種のワイヤを用いて、１５本パラ，９ターンでスロット内のワイヤ数を１３５本とする。その他の単位コイルＵ２〜Ｕ１２については１種のワイヤを用いて、１６本パラ，９ターンでスロット内のワイヤ数を１４４本とする。すなわち、単位コイルＵ１は、スロット内のワイヤ数をその他の単位コイルＵ２〜Ｕ１２よりも少なくすることで、導体部分の断面積がその他の単位コイルＵ２〜Ｕ１２よりも小さくなっている。
【００２０】
このように調整することで、各スロット６内に各単位コイルＵ１〜Ｕ１２を収容できる。また、０種のワイヤについては、エナメル被膜の耐熱グレードが１種のワイヤよりも高いものを使用するのが好ましい。例えば、前者にはＰＥＷ（ポリエステルエナメル），後者にはＡＩＷ（ポリアミドイミドエナメル）などを選択する。
【００２１】
図６は、永久磁石電動機１を走行駆動用の電動機とし、当該電動機１を駆動するシステムを搭載した電気自動車、あるいはハイブリッド車の構成概略的に示す機能ブロック図である。１０００は自動車のシャーシであり、組電池パック４００内には、図示しない組電池が単数あるいは複数組み込まれている。この電池パック４００のプラス、マイナス電極は、インバータ装置を含み電圧を変換すると共に、運転指令を受けて出力電流・電圧のレベル制御及び位相制御などを行う電圧変換及び運転制御部５００に接続されている。
【００２２】
電圧変換及び運転制御部５００の出力は、永久磁石電動機１に駆動電力として供給される。永久磁石電動機１の回転は、例えば差動ギアユニットを介して、駆動輪ＷＲ，ＷＬに伝達される。電池管理基板３００は、組電池の状態を管理すると共に通信を行うための回路（制御部、通信インターフェース、記憶部などを含む）が搭載されている。
【００２３】
以上のように本実施形態によれば、各相の固定子コイル５ｕ〜５ｗは、複数の単位コイル（Ｕ相；Ｕ１〜Ｕ１２）を直列に接続してなるコイル列の一端が、インバータ装置より供給される交流電力が入力される電源入力端子Ｐｕ，Ｐｖ，ＰＷに接続され、各相の電源入力端子に接続される入力側単位コイル（Ｕ相；Ｕ１）は、エナメル皮膜の膜厚が他の単位コイルよりも厚く設定され、且つ導体部分の断面積を他の単位コイル（Ｕ相；Ｕ２〜Ｕ１２）よりも小さく設定した。これにより、入力側単位コイルに印加される高い電圧に対応して絶縁性を確保できる。また、入力側単位コイルは、エナメル皮膜の耐熱グレードを他の単位コイルよりも高く設定したので、高温に対する耐熱性をより向上させることができる。
【００２４】
そして、上記のように構成される各相の固定子コイル５ｕ〜５ｗを備えてなる固定子２と、回転子３とで永久磁石電動機１を構成し、固定子コイル５ｕ〜５ｗに交流電力を供給するインバータ装置（電圧変換及び運転制御部５００）とで駆動システムを構成し、当該駆動システムを備え、永久磁石電動機１が出力する駆動力により車両が駆動される電気自動車，或いはハイブリッド車を構成した。すなわち、電気自動車の走行駆動用に使用される永久磁石電動機１の固定子コイル５ｕ〜５ｗには、インバータ装置を介して非常に高い電圧が印加されるので、入力側単位コイルに高い絶縁性を備えた永久磁石電動機１が好適である。
【００２５】
［第２実施形態］
図７ないし図９は第２実施形態であり、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第１実施例の各相固定子コイルは、各相毎に単位コイルが直列に接続されたものであるが（１Ｙ結線）、第２実施形態の固定子コイルは、図７及び図８はＵ相について示すが、６個の単位コイルＵ１〜Ｕ６が直列に接続されたコイル列５ｕ１と、６個の単位コイルＵ１’〜Ｕ６’が直列に接続されたコイル列５ｕ２との２つのコイル列が並列に接続されている（２Ｙ結線）。また、図９は図２相当図である。
【００２６】
このような２Ｙ結線の場合も、図７に破線で囲んだ部分を示すように、電源入力端子Ｐｕに直接接続される入力側単位コイルＵ１及びＵ１’については、エナメル皮膜の膜厚が、その他の単位コイルＵ２〜Ｕ６，Ｕ２’〜Ｕ６’よりも厚くなるように設定されており、且つ、エナメル皮膜の膜厚を厚くした分だけ、導体部分の断面積がその他の単位コイルＵ２〜Ｕ６，Ｕ２’〜Ｕ６’よりも小さく設定されている。このように構成される第２実施形態によれば、各相の固定子コイルが２Ｙ結線される構成についても第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００２７】
［第３実施形態］
図１０及び図１１は第３実施形態であり、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。第３実施形態では、永久磁石電動機１に冷却装置１００を組み合わせた構成を示す。図１０に示すように、永久磁石電動機１は、回転軸８が水平方向（横軸）となるように、筐体１２が設置されている。回転軸８は、回転子鉄心７を挟んだ両端部側がそれぞれ軸受部材（例えばベアリング）２１により回転可能に支持されている。回転軸８は、一方の端部すなわち図示右方の端部が筐体１２の外側に突出しており、図示しない駆動対象物を回転駆動する。回転軸８と突出側の筐体１２との間は、図示しないパッキンなどにより水密且つ気密となるように構成されている。
【００２８】
以下、図１０に示すように、重力に沿った方向を上下として説明する。冷却装置１００は、永久磁石電動機１の筐体１２の上側に設けられている。すなわち、冷却装置１００は、永久磁石電動機１が設置された状態において、固定子２よりも重力方向の上側に設けられている。冷却装置１００は、蓋部３０、壁部３１および底部３２を有する冷却液タンク３３を備えている。これら蓋部３０、壁部３１および底部３２は、貯留室３４を形成しており、貯留室３４は、冷却液としての冷却オイル３５を貯留している。冷却液タンク３３は、固定子鉄心４の両端部に形成されるコイルエンド１７を含めた固定子２の軸方向の全長よりも長く形成されている。また、冷却液タンク３３は、図２に示すように、その幅が回転子３の直径とほぼ同等または回転子３の直径よりも若干大きく形成されている。つまり、本実施形態の冷却液タンク３３は、永久磁石電動機１の軸方向の全長とほぼ等しい長さを有し、永久磁石電動機１の上面側をほぼ覆う直方体形状に形成されている。換言すると、冷却液タンク３３の底部３２は、重力方向において貯留室３４と固定子２との間に設けられている。
【００２９】
冷却液タンク３３の底部３２には、複数の接続孔３６が設けられている。各接続孔３６は、コイルエンド１７の上方に位置して設けられており、底部３２の上面側と下面側すなわち貯留室３４と冷却液タンク３３の外側とを接続している。ここで、「接続孔」とは、本実施形態のように軸方向が長く形成された溝状のスリットや、円形状あるいは楕円形状の孔など他の形状も含んでいる。つまり、接続孔３６は、貯留室３４と冷却液タンク３３の外部とを接続するものであれば、任意の形状にすることができる。
【００３０】
一方、永久磁石電動機１の上側の筐体１２には、冷却液タンク３３の複数の接続孔３６に対応する位置に複数の供給孔３７が設けられている。この供給孔３７は、接続孔３６とほぼ同一の形状に形成され、筐体１２の外部と固定子２が収容されている筐体１２内の空間３８とを接続している。より具体的には、供給孔３７は、固定子２の上方を覆う筐体１２の一部に設けられており、冷却液タンク３３が設けられている側の筐体１２の外部と、固定子２が設けられている筐体１２の内部とを接続している。つまり、冷却液タンク３３の貯留室３４と筐体１２内の空間３８とは、接続孔３６および供給孔３７により互いに連通している。
【００３１】
また、冷却液タンク３３の壁部３１には、貯留室３４に接続する補給口３９が設けられている。補給口３９は、図１１に示すように、循環ポンプ４０に接続された補給管部４１に接続している。補給管部４１は、循環ポンプ４０が駆動されると、貯留室３４に冷却オイル３５を補給する。また、筐体１２内部の下部側には、下方に窪んだ冷却液溜まり４２と、この冷却液溜まり４２に接続する排出口４３とが設けられている。排出口４３は、排出管部４４に接続しており、排出管部４４は、排出口４３と反対側の端部が循環ポンプ４０に接続している。
【００３２】
次に、冷却装置１００の作用について説明する。永久磁石電動機１は、固定子コイル５ｕ，５ｖ，５ｗへの通電に伴い動作中に発熱することから、永久磁石電動機１の特性の悪化を抑制するためには永久磁石電動機１の冷却が重要になる。しかし、上記したような構成の永久磁石電動機１では、冷却対象となるコイルエンド１７は、軸方向の両端部に形成されるとともに、固定子２の周方向の全域に形成される。したがって、コイルエンド１７を冷却するため冷却剤を供給する配管を複数箇所に設けると、配管部材を設置する設置スペースが増大する。そして、この設置スペースの増大は、設置スペースが限られていることが多い車載用の永久磁石電動機１では問題となる。そこで、本実施形態の冷却装置１００は、以下のようにして設置スペースの増大を抑制しつつ、永久磁石電動機１の冷却を行っている。
【００３３】
冷却装置１００は、冷却液タンク３３の貯留室３４に、例えば鉱油系のＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）である冷却オイル３５を貯留している。この冷却オイル３５は、固定子コイル５の腐食や浸食を低減するため、例えば硫黄含有量が１％未満の低硫黄含有油を用いることが望ましい。固定子コイル５への通電に伴い発生した熱は、固定子２を介して筐体１２に伝達され、永久磁石電動機１全体の温度を上昇させる。また、筐体１２に伝達された熱は、冷却液タンク３３の底部３２を介して貯留室３４内の冷却オイル３５に伝達される。
【００３４】
このとき、冷却オイル３５は、上記したように冷却液タンク３３が永久磁石電動機１の上面部をほぼ覆っていることから、永久磁石電動機１の上面部のほぼ全域において熱を吸収する。換言すると、冷却装置１００の冷却液タンク３３は、それ自体が固定子鉄心１５やコイルエンド１７を間接的に冷却する冷却器として機能する。これにより、冷却オイル３５による熱の吸収、すなわち、永久磁石電動機１からの放熱が促される。
【００３５】
また、冷却液タンク３３は、コイルエンド１７の上方に位置する底部３２に接続孔３６を有している。この接続孔３６は、筐体１２の供給孔３７とともに、貯留室３４と固定子２側の空間３８とを接続している。そのため、貯留室３４に貯留されている冷却オイル３５は、これら接続孔３６および供給孔３７を経由して図中に矢印Ａで示すようにコイルエンド１７に供給される。
【００３６】
このとき、冷却液タンク３３が固定子２に対して重力方向の上側に設けられているので、冷却オイル３５は、重力による自然滴下によってコイルエンド１７に滴下する。そして、冷却オイル３５は、コイルエンド１７に供給される。すなわち、接続孔３６と供給孔３７とにより形成される経路すなわち冷却オイル３５をコイルエンド１７に供給するための供給経路は、重力方向に延びている。そして、各接続孔３６からは、冷却オイル３５の自重により均等に冷却オイル３５が供給される。これにより、コイルエンド１７は、ポンプなどの供給手段を用いることなく、重力による自然流下によって供給される冷却オイル３５により直接的に冷却される。
【００３７】
コイルエンド１７に供給された冷却オイル３５は、永久磁石電動機１の下部に設けられている冷却液溜まり４２に一旦貯留される。そして、循環ポンプ４０の駆動が開始されると、排出口４３から排出され、排出管部４４および補給管部４１を経由して貯留室３４に貯留される。冷却オイル３５は、図示しない例えば空冷式のオイルクーラーなどにより冷却された後、貯留室３４に貯留される。そして、再び貯留室２４において永久磁石電動機１から発生した熱を吸収するとともに、接続孔３６から滴下されてコイルエンド１７を直接的に冷却する。このように、冷却装置１００は、冷却オイル３５を還流しながら、永久磁石電動機１の全体を冷却しつつ、コイルエンド１７を直接的に冷却する。
【００３８】
このように、永久磁石電動機１と冷却装置１００とを組み合わせて使用する場合、冷却オイル３５は、上方の冷却液タンク３３より下方に位置する永久磁石電動機１に滴下されるので、固定子コイル５の冷却状態を想定すると、冷却液タンク３３により近くなる上方に位置するものが冷却され易い。そこで、永久磁石電動機１を、図１０に示すように、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の入力側単位コイルが上方に位置するように配置する（図示は、単位コイルＵ１のみ）。これにより、各相の入力側単位コイルの冷却効率を向上させることができる。
【００３９】
以上のように第３実施形態によれば、永久磁石電動機１における回転子３の回転軸８が水平方向に沿うように設置される際に、固定子コイル５を冷却するための冷却液を、固定子３の上方より供給する構造の冷却装置１００を備え、固定子３を、入力側単位コイルＵ１が上方に位置するように配置する。したがって、入力側単位コイルＵ１の冷却を十分に行うことができる。
【００４０】
［第４実施形態］
図１２は第４実施形態であり、第３実施形態と異なる部分のみ説明する。第４実施形態では、第３実施形態のように永久磁石電動機１に冷却装置１００を組み合わせる構成ではないが、永久磁石電動機１をやはり回転軸８が水平方向に沿うように配置する。そして、この場合、各相の入力側単位コイル（図示はＵ相対応のＵ１のみ）が下方に位置するように配置する。すなわち、筺体１２の内部では、熱せられた空気が上方に移動するので、上方空間の温度が比較的高くなる。したがって、入力側単位コイルＵ１等を下方に配置すれば、熱の影響を受け難くすることができる。
【００４１】
本実施形態によれば、複数の単位コイルが連結されてなる複数相の固定子コイルが固定子鉄心に巻装されるものにおいて、前記各相の固定子コイルは、複数の単位コイルを直列に接続してなるコイル列の一端がインバータ装置より供給される交流電力が入力される電源入力端子に接続され、前記各相の電源入力端子に接続される入力側単位コイルは、絶縁皮膜の膜厚が他の単位コイルよりも厚く設定され、且つ導体部分の断面積が他の単位コイルよりも小さく設定されるので、入力側単位コイルの絶縁性をより高めることができる。
【００４２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
上記実施形態では、１２極の場合について述べたが、例えば、８極、１６極など、磁極の数は適宜変更してよい。また、上記したように各単位コイルのターン数も適宜変更してよい。
第１実施形態で示した具体数値例はあくまでも一例であり、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
入力側単位コイルのエナメル皮膜の耐熱グレードを、その他の単位コイルの耐熱グレードと同等にしても良い。
【００４３】
また、絶縁皮膜は、エナメル以外の素材であっても良い。
第３実施形態において、固定子における各相の入力側単位コイルの実態配置によるが、例えばＵ相の入力側単位コイルＵ１を上方に位置させた場合に、Ｖ相，Ｗ相の入力側単位コイルが同様に上方側に配置できない場合は、それらを下方側に位置するように配置しても良い。このように構成すれば、Ｖ相，Ｗ相の入力側単位コイルについては、第４実施形態のように熱の影響を受け難くすることができる。
コイルにリッツ線を使用する場合、入力側単位コイルについては、その他の単位コイルよりも素線数を減らすことで、導体部分の断面積を他の単位コイルよりも小さくすれば良い。
【符号の説明】
【００４４】
図面中、１は永久磁石電動機（回転電機）、２は固定子、３は回転子、４は固定子鉄心、５は固定子コイル、５ｕはＵ相コイル、５ｖはＶ相コイル、５ｗはＷ相コイル、５ｕはコイル列、Ｕ１〜Ｕ１２は単位コイル、１００は冷却装置、５００は電圧変換及び運転制御部（インバータ装置）、Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗは電源入力端子、Ｎは中性点端子を示す。
【図１】
0005801640.tif 000002
【図２】
0005801640.tif 000003
【図３】
0005801640.tif 000004
【図４】
0005801640.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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